多層光學片組件的制作方法

本發明總體涉及光學片組件，更具體地涉及具有規則斜度的棱鏡片、具有可變斜度的棱鏡片和擴散部件被層疊成多層以提高光調制性和光擴散性的光學片組件。

背景技術：

通常，液晶顯示裝置(Liquid Crystal Display,LCD)使用由布置在該液晶顯示裝置的背部的背光單元(Backlight Unit,BLU)提供的白光來顯示圖像信息。

這種背光單元包括：光源、導光板(Light Guide Plate,LGP)、反射板和光學片。

通過將基層、棱鏡片和保護片依次層疊而形成該光學片。

基層用于對從導光板射出并入射到顯示部(未示出)的光進行散射，從而使光的亮度分布均勻。

在棱鏡片的上表面上重復形成具有三角形橫截面的棱鏡。該棱鏡片用于使透過基層而散射的光在與顯示部的平面垂直的方向上聚集，從而增大亮度。

由此，透過棱鏡片的大部分光在垂直于顯示部(未示出)的平面的方向上行進，從而形成均勻的亮度分布。

已公開了名稱為“復合光學片、其制造方法以及包含復合光學片的光源組件”的韓國專利申請第10-2013-0168974號。

簡單地描述該相關技術專利文獻，該復合光學片包括基部、設置在基部的下表面上且包含粘合劑和分散在該粘合劑中的有機顆粒和無機顆粒的遮光層、布置在基部的上表面且包括凹部和凸部的第一光學圖案層、和布置在第一光學圖案層上且粘合至第一光學圖案層的第二光學圖案層，第一光學圖案層的凸部被嵌入或熔合至第二圖案層的下表面。復合光學片還包括在第二光學圖案層的下表面和第一光學圖案層的凹部之間的低折射區，該低折射區的折射率低于第二光學圖案層的折射率。

然而，根據該相關技術專利文獻，由于厚的光學片和復雜的制造工藝，制造成本是昂貴的。此外，由于其光調制不是令人滿意的，因此需要對其亮度進行改善。

在本發明的背景技術部分中公開的信息僅用于增強對本發明的背景技術的理解，并且不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息形成了已被本領域的技術人員了解的現有技術。

[相關技術文獻]

專利文獻1：韓國專利申請第10-2013-0168974號

技術實現要素：

本發明是為了解決上述問題而提出的，本發明意圖提供如下的光學片組件：其中，形成能夠提高光擴散功能和光調制特性的雙層棱鏡片且在一側上形成能夠使光擴散的擴散片。

還提供如下的光學片組件：其中，在具有雙層形狀的第一基膜和第二基膜的上表面上加工具有凹部和凸部形狀的圖案層，使得能夠獲得光擴散效果，而無需包含光擴散劑的光擴散層。因此，這可以在減小多層光學膜的厚度的同時減小部件的數量。此外，在第三基膜中形成具有比入口直徑更大的直徑的凹槽，由此能夠防止或減小閃光。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，光學片組件可以包括：第一基膜，在所述第一基膜上布置有第一圖案層；第二基膜，所述第二基膜布置在所述第一基膜的一個表面上，在所述第二基膜的上表面上布置有第二圖案層，所述第二圖案層鄰接并支撐所述第一基膜的下表面；以及第三基膜，所述第三基膜布置在所述第二基膜的一個表面上，在所述第三基膜中包含光散射珠且在所述第三基膜的、粘合至所述第二基膜的一個表面中形成凹槽，其中，所述第二圖案層在與第一圖案層相同的方向上取向；以及其中，所述凹槽具有比所述凹槽的入口直徑更大的直徑。所述第一圖案層和所述第二圖案層均可以包括多個突起部和限定在所述突起部之間的多個凹槽。所述第二圖案層可以包括：第一突起部，所述第一突起部鄰接并支撐所述第一基膜；第二突起部，所述第二突起部的高度小于所述第一突起部的高度；以及限定在所述第一突起部和第二突起部之間的凹槽。

所述第二圖案層的所述第二突起部的頂端可以與所述第一基膜的底部間隔開。

所述第三基膜的一個表面可以包括擴散層，所述擴散層在光入射至所述第二基膜之前對所述光進行擴散。

所述擴散層包括粘合劑樹脂和包含在所述粘合劑樹脂中的珠。

在所述第三基膜的另一表面上可以形成珠涂層。

根據本發明的實施方式，在光學片中，在具有雙層形狀的第一基膜和第二基膜的上表面上加工具有凹部和凸部形狀的圖案層，使得能夠獲得光擴散效果，而無需包含光擴散劑的光擴散層。因此，這可以在減小多層光學膜的厚度的同時減小部件的數量。

此外，在第三基膜中形成具有比入口直徑更大的直徑的凹槽，由此能夠防止或減小閃光。

附圖說明

根據參照附圖進行的下列詳細描述，將更清楚地理解本發明的上述和其他的目的、特征和優點，在附圖中：

圖1是示出根據本發明的示例性實施方式的光學片組件的立體圖；

圖2是示出根據本發明的示例性實施方式的光學片組件的截面圖；

圖3和圖4是示出在根據本發明的示例性實施方式的光學片組件中的第一圖案層的實施方式的立體圖；

圖5和圖6是示出在根據本發明的示例性實施方式的光學片組件中的第二圖案層的實施方式的立體圖；

圖7是示出在根據本發明的示例性實施方式的光學片組件中的第二圖案層的另一實施方式的重要部分的放大的截面圖；

圖8是示出根據比較例的光學片的層析圖像；

圖9是示出根據本發明的實施例的光學片的層析圖像；

圖10是示出在制造光學片組件的過程中由UV粘合劑引起的閃光的圖像；以及

圖11A和圖11B是在根據本發明的實施例1的光學片組件和根據比較例1的光學片組件中發生的閃光的SEM圖像。

具體實施方式

下文，將參照附圖詳細描述本發明的優選實施方式。

將詳細描述下列示例性實施方式，使得與本發明相關的本領域的技術人員能夠容易地實施本發明。然而，本發明的原理和范圍不應理解為受限于此。

此外，為了清楚且方便地說明，附圖中示出的組成部分的尺寸或形狀可以被夸張地示出。在本文中特別定義的術語可以根據使用者、操作者的意圖或慣例等而被不同地理解，這是因為它們是考慮其在本發明中的結構和功能而定義的。因此，這些術語應該被定義為符合它們在本說明書的上下文中的含義。

此外，在本文中使用的所有術語可以根據使用者、使用者的意圖、慣例等而被不同地理解，這是因為它們是考慮其在本發明中的功能而定義的。因此，這些術語應該被定義為符合它們在本說明書的上下文中的含義。

在附圖中，圖1是示出根據本發明的示例性實施方式的光學片組件的立體圖；圖2是示出根據本發明的示例性實施方式的光學片組件的截面圖；圖3和圖4是示出在根據本發明的示例性實施方式的光學片組件中的第一圖案層的實施方式的立體圖；圖5和圖6是示出在根據本發明的示例性實施方式的光學片組件中的第二圖案層的實施方式的立體圖；圖7是示出在根據本發明的示例性實施方式的光學片組件中的第二圖案層的另一實施方式的重要部分的放大的截面圖；圖8是示出根據比較例的光學片的層析圖像；以及圖9是示出根據本發明的實施例的光學片的層析圖像。

如圖1至圖7中所示，根據本發明的示例性實施方式的光學片組件包括第一基膜100、第二基膜200和第三基膜300。在第一基膜100上布置有第一圖案層110。第二基膜200布置在第一基膜100的一個表面上且在其上表面布置有第二圖案層220。第二圖案層220鄰接且支撐第一基膜100的下表面且在與第一圖案層110相同的方向上取向。第三基膜300布置在第二基膜200的一個表面上且包含有光散射珠。在第三基膜300的、粘合至第二基膜200的表面中形成凹槽310。第二圖案層220在與第一圖案層110相同的方向上取向。凹槽310具有比其入口直徑更大的直徑。

第一基膜100和第二基膜200是光可以透過的透明膜。優選地，第一基膜100和第二基膜200均由選自下列中的一者形成：聚醚砜(PES)、聚丙烯酸酯(PAR)、聚醚酰亞胺(PEI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯硫醚(PPS)、聚芳酯、聚酰亞胺、聚碳酸酯(PC)、三乙酸纖維素(TAC)和醋酸丙酸纖維素(CAP)。尤其優選地，第一基膜100和第二基膜200均由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)形成。

第一基膜100需要具有與第一圖案層110的優異的粘合性，入射到第一基膜100的下表面的光的透射率為90％或更高。此外，第一基膜100的表面需要具有均勻的平滑度，從而不會引起亮度變化。

還優選的是，第一基膜100的厚度在24μm至26μm的范圍中。當第一基膜100的厚度小于24μm時，制造工藝中的處理特性降低。當第一基膜100的厚度超過26μm時，所產生的結構不符合當前的LCD模塊的薄膜化趨勢。

將紫外線(UV)粘合劑140涂到第一基膜100的下表面。優選地，UV粘合劑140的厚度在2μm至4μm的范圍中。

優選地，第二基膜200的厚度在48μm至52μm的范圍中。當第二基膜200的厚度小于48μm時，制造工藝中的處理特性降低。當第二基膜200的厚度超過52μm時，所產生的結構不符合當前的LCD模塊的薄膜化趨勢。

第一圖案層110和第二圖案層220分別布置在第一基膜100的上表面上和第二基膜200的上表面上，用于對透過第一基膜100和第二基膜200的光進行聚集，從而提高光的亮度。

此外，從導光板(未示出)入射的光可由于折射、散射、漫反射等而擴散。

此外，第一圖案層110和第二圖案層220用于防止劃傷。第一圖案層110及第二圖案層220可以使用噴砂、光刻法等進行加工。

第一圖案層110和第二圖案層220被加工成具有多個突起部和與突起部交替的多個凹槽。

第一圖案層110和第二圖案層220允許沿與LCD屏幕垂直的方向射出光。

優選地，第一圖案層110的突起部111的高度在14μm至16μm的范圍中。當第一圖案層110的突起部111的高度小于14μm時，制造工藝中的處理特性降低。當第一圖案層110的突起部111的高度超過16μm時，所產生的結構不符合當前的LCD模塊的薄膜化趨勢。

除了第一圖案層110的、具有三角形橫截面的突起部111，也可以采用如圖3和圖4中所示具有半圓形橫截面的突起部110-2和具有梯形橫截面的突起部110-3。

第二圖案層220包括鄰接且支撐第一基膜100的第一突起部221、高度小于第一突起部221的第二突起部222、和限定在第一突起部221和第二突起部222之間的凹槽223。

因此，如圖2所示，第二圖案層220包括較高的第一突起部221和較矮的第二突起部222。這種構造被稱為“可變斜度(pitch)形狀”。

第一突起部221鄰接第一基膜100的底部且粘合至被涂至第一基膜100的下表面的UV粘合劑140。相反，第二突起部222與第一基膜100的下表面間隔開。

在如上所述具有由第二突起部222和第一基膜100之間所限定的空間的構造中，當第一基膜100和第二基膜200彼此層疊且彼此粘合時，第一突起部221的前端的預定部分穿入被涂在第一基膜100的下表面的UV粘合劑140。由于按壓載荷，第一基膜100向下移動至第二突起部222的前端與第一基膜100的下表面之間的空間中，由此能夠減小根據本發明的示例性實施方式的光學片組件的厚度。

如下文將描述，與厚度為185μm的比較例相比，根據本發明的示例性實施方式的光學片組件可以具有厚度為175μm的薄的輪廓。

第二圖案層220的第一突起部221和第二突起部222的橫截面形狀選自三角形、半圓形和梯形中。

如圖5和圖6所示，第二圖案層220的第一突起部221和第二突起部222可以被形成為半圓形突起部200-2或梯形突起部200-3。

半圓形突起部200-2或梯形突起部200-3的高度可以變化以形成不均勻的高度。

如圖7所示，第二圖案層220的第一突起部221的頂部上可以具有平面部225以增加粘合面積。

此外，多個微小突起部227可以形成在平面部225上以增加粘合力。

第二圖案層220的形成帶來抗粘連特性。術語“粘連”通常指的是膜的內表面趨向于彼此粘附的現象。布置在第二基膜200的上表面上的第二圖案層220可以防止第二基膜200粘附至第一基膜100，即，可以防止第一基膜100和第二基膜200之間的粘連。

粘連不僅妨礙加工而且還導致干涉條紋的形成。

因此，第二圖案層220在防止粘連的同時允許光的擴散。

第三基膜300是光可以透過的由PET形成的透明膜。在第三基膜300的一個表面上具有擴散層320，擴散層320用于在將光引入第二基膜200之前對光進行擴散。

在形成在第二基膜200的一側上的擴散層320中包括光散射珠。擴散層320布置在第三基膜300的、粘合至第二基膜200的一個表面上。在擴散層320中形成如圖1和圖2中所示的凹槽310。凹槽310具有比其入口直徑更大的直徑。凹槽310用于防止或減小由粘合具有擴散層320的第三基膜300和第二基膜200的粘合劑成分引起的閃光。在圖10中示出由粘合劑成分引起的閃光。

此外，擴散層320包括粘合劑樹脂和包含在粘合劑樹脂中的珠。優選地，通過將10至50重量份的珠與100重量份的粘合劑樹脂混合來形成擴散層320。

優選地，粘合劑樹脂由UV固化環氧樹脂粘合劑或含硅酮的UV固化粘合劑中的一者形成。更優選地，粘合劑樹脂由三(2-丙烯酰氧基乙基)異氰脲酸酯-2-丙烯酸、(1-甲基亞乙基)雙(4,1-亞苯基氧基-2,1-乙二基氧基-2,1-乙二基)酯和1-羥基-環己基-苯基酮的三元共聚物形成。該三元共聚物可以是嵌段共聚物或無規共聚物，其玻璃化轉變溫度為約52℃，其數均分子量為約4500。

在本文中使用的珠的粒徑在1.5μm至5μm的范圍中。在擴散層320的頂部，該珠形成具有預定厚度的層。具有該粒徑范圍的珠用于減小在粘合第三基膜和第二基膜的過程中所使用的UV粘合劑的粘合面積，從而防止光學損失，且減少由于透過粘合劑的光的折射而引起的閃光。

此處，優選地，珠由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚甲基丙烯酸正丁酯(PBMA)形成。

當珠的含量小于10重量份時，擴散層320的光擴散效果降低。當珠的含量超過50重量份時，在沒有顯著提高擴散層320的光擴散效果的同時，由于珠的含量過高而使擴散層320的機械性能顯著降低。

此外，第三基膜300的下表面上形成有珠涂層340。

珠涂層340包括粘合劑樹脂和包含在粘合劑樹脂中的珠顆粒。

優選地，粘合劑樹脂由UV固化環氧樹脂粘合劑或含硅酮的UV固化粘合劑中的一者形成。更優選地，粘合劑樹脂由三(2-丙烯酰氧基乙基)異氰脲酸酯-2-丙烯酸、(1-甲基亞乙基)雙(4,1-亞苯基氧基-2,1-乙二基氧基-2,1-乙二基)酯和1-羥基-環己基-苯基酮的三元共聚物形成。該三元共聚物可以是嵌段共聚物或無規共聚物，其玻璃化轉變溫度為約52℃，其數均分子量為約4500。

優選地，珠涂層340的厚度在2μm至4μm的范圍中。當珠涂層340的厚度小于2μm時，制造工藝中的處理特性降低。當珠涂層340的厚度超過4μm時，所產生的結構不符合當前的LCD模塊的薄膜化趨勢。

下文，將描述光透過根據本發明的示例性實施方式的具有上述結構的光學片組件的過程。

首先，已由光源(未示出)生成的光被導光板(未示出)導向以入射至第三基膜300。然后，珠涂層340和擴散層320對光進行首次擴散。

此外，光通過珠涂層340和擴散層320中包含的珠的再擴散，以均勻的分布入射至第二基膜200。

此后，光在透過第二基膜200的同時被第二圖案層220聚集，使得光的亮度增大。然后，具有增大的亮度的光入射至第一基膜100。

此后，光在透過第一基膜100的同時被第一圖案層110聚集，使得光的亮度增大。然后，具有增大的亮度的光向上射出。

射出的光入射至LCD屏幕以照亮LCD屏幕。

在圖8和圖9中示出測試根據本發明的示例性實施方式的具有上述結構的光學片組件的特性的示例。

圖8是示出根據比較例的光學片的截面圖和層析圖像，該比較例待與本發明的實施例比較。比較例是另一公司的產品，產品名稱是“XLAS200JM7”。通過層疊兩層基膜來形成根據比較例的光學片，其中，每層具有圖案層。

光學片的厚度是185μm，且光學片的亮度是100.00％。

圖9是示出根據本發明的實施例的光學片的層析圖像。

在根據本發明的實施例的光學片中，第二圖案層220出現在中間部分。光學片的厚度是175μm，且光學片的亮度是101.00％。

因此，可以確認，本發明的實施例的厚度被減小至小于比較例的厚度，同時本發明的實施例的亮度被增大至高于比較例的亮度。

以下，將參照實施例描述根據本發明的光學片的物理性能。

實施例1

制造如下光學片組件，該光學片組件包括：第一基膜、形成在第一基膜的一側上的第二基膜、以及形成在第二基膜的一側上的第三基膜。此處，第一基膜由PET形成，且厚度為25μm，在第一基膜上形成有厚度為15μm的第一圖案層。第二基膜的厚度為25μm，在第二基膜的上表面上形成有鄰接并支撐第一基膜的下表面的第二圖案層(厚度為14μm至16μm)。第三基膜的厚度為120μm，且在第三基膜的、粘合至第二基膜的表面中形成有深度為20μm的凹槽。第三基膜具有包含光散射珠的擴散層(由100重量份的三(2-丙烯酰氧基乙基)異氰脲酸酯-2-丙烯酸和30重量份的PMMA珠形成)。第二圖案層在與第一圖案層相同的方向上取向，凹槽具有比其開口直徑更大的直徑。

比較例1

在圖8中示出的光學片組件(產品名稱：XLAS200JM7)

圖11A和圖11B是在根據本發明的實施例1的光學片組件和根據比較例1的光學片組件中發生的閃光的掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscopy,SEM)圖像。

如圖11A和圖11B中所示，可以確認，與根據比較例1制造的光學片組件相比，在根據本發明的實施例1制造的光學片組件中的閃光顯著減小。

此外，根據本發明的實施例1和比較例1的光學片組件的亮度被測量三次且在表1中示出其平均值。

(此處，使用亮度計來測量光學片組件的亮度。)

表1

如上表1所示，可以確認，與根據比較例1制造的光學片組件的亮度相比，根據本發明的實施例1制造的光學片組件的亮度顯著提高。

因此，在根據本發明的光學片組件中，在具有雙層形狀的第一基膜和第二基膜的上表面上加工具有凹部和凸部形狀的圖案層，使得能夠獲得光擴散效果，而無需包含光擴散劑的光擴散層。因此，這可以在減小多層光學膜的厚度的同時減小部件的數量。此外，在第三基膜中形成具有比入口直徑更大直徑的凹槽，由此能夠防止或減小閃光。

雖然已出于示例性目的而描述了本發明的示例性實施方式，但是本領域的技術人員能夠理解在不脫離如所附權利要求書中所公開的本發明的范圍和精神的情況下，可以進行各種修改、添加和替換。